Etwa 5 Prozent des über die Nahrung aufgenommenen Leucins wird zu HMB verstoffwechselt. Im ersten Schritt wird aus Leucin α-Ketoisocaproat (Ketoleucin, KIC) gebildet. Ein Teil des KIC wird in den Mitochondrien mit Hilfe des Enzyms α-Ketosäure-Dehydrogenase in Isovaleryl-Coenzym A weiter verstoffwechselt. Im Zytosol dagegen wird aus KIC mit Hilfe des Enzyms α-Ketoisocaproat-Dioxygenase 3-Hydroxy-3-methylbuttersäure (HMB) gebildet. HMB ist also eine Substanz, die in jedem gesunden Körper im Rahmen des Stoffwechsels gebildet wird.
Die Muskelproteine bestehen zu etwa einem Drittel aus den verzweigten Aminosäuren Leucin, L-Isoleucin und L-Valin. L-Leucin ist wichtig für Erhalt und Aufbau von Muskelgewebe. So hemmt es den Abbau von Muskelproteinen und unterstützt die Proteinbiosynthese in Leber und Muskulatur. Die Gabe von Leucin hat eine anabole Wirkung.
HMB, das Stoffwechselprodukt des L-Leucins, wird als Nahrungsergänzungsmittel angeboten und zeigt im menschlichen Körper unter anderem anabole, anti-katabole, und lipolytische Effekte. HMB wird daher von vielen Bodybuildern und Kraft- oder Ausdauerathleten in Form von Calcium-3-Hydroxy-3-methylbutyrat („Ca-Hmb“) in Nahrungsergänzungsmitteln eingenommen, um die Muskelmasse beziehungsweise Leistungsfähigkeit legal zu steigern. Die Ergebnisse der wissenschaftlichen Untersuchungen über die Effekte von HMB bezüglich der Zunahme an Muskelmasse sind jedoch sehr widersprüchlich. Eine Reihe von Studien zeigt positive Effekte, während andere Studien zum Ergebnis kommen, dass HMB wirkungslos ist. Weitgehend unbestritten ist mittlerweile der Erkenntnisstand, dass HMB – im Vergleich zu Placebos – bei austrainierten Athleten keine Wirkung zeigt. Weder bei der aeroben noch bei der anaeroben Leistung war eine Leistungssteigerung durch die Einnahme von HMB messbar. Dagegen erscheint die Gabe von HMB bei Patienten mit Muskelschwund, beispielsweise infolge einer AIDS- oder Krebs-Erkrankung (Tumorkachexie), mit hoher Wahrscheinlichkeit positive Effekte bei den betroffenen Patienten zu haben.
HMB ist auch in hohen Dosen gut verträglich. In Tierversuchen konnten keine unerwünschten Nebenwirkungen festgestellt werden.
